2. Неравенства с двумя переменными.
Рассмотрим теперь неравенства с двумя переменными. Все такие неравенства равносильны неравенствам вида
Например, неравенство
равносильно неравенству
Чаще всего встречается случай, когда уравнение задает линию, разбивающую плоскость на две или несколько частей. В одних из этих частей выполняется неравенство , а в других — неравенство . Иными словами, линия отделяет часть плоскости, где , от части плоскости, где
Рассмотрим, например, неравенство
Уравнение задает прямую линию (см. рис. 28). Эта прямая разбивает всю плоскость на
Рис. 28
две полуплоскости. Ясно, что при уменьшении у величина уменьшается. Поэтому ниже прямой располагаются точки, в которых , а выше этой прямой точки, где
Совершенно так же решается общее линейное неравенство
Прямая разбивает плоскость на две полуплоскости. Если , то при увеличении у величина увеличивается, а при уменьшении у — уменьшается. Поэтому при выше прямой лежат точки, где , а ниже этой прямой — точки, где . В случае роли полуплоскостей меняются.
На практике для выяснения того, в какой полуплоскости мы имеем а в какой применяют метод контрольных точек. Для этого берут контрольную точку (разумеется, не лежащую на прямой и проверяют, какой знак имеет в этой точке выражение . Тот же знак имеет указанное выражение и во всей полуплоскости, где лежит контрольная точка. Во второй полуплоскости имеет противоположный знак.
Точно так же решаются и нелинейные неравенства с двумя неизвестными. Например, решим неравенство:
Уравнение
можно записать в виде
Это уравнение окружности с центром в точке А (2, —3) и радиусом 5 (рис. 29).
Окружность (3) разбивает плоскость на две части — внутреннюю и внешнюю области. Чтобы узнать, в какой из них имеет место неравенство (2), возьмем контрольную точку во внутренней области. В качестве такой точки удобно взять центр нашей
Рис. 29.
окружности. Подставляя координаты точки в левую часть неравенства (2), получаем отрицательное число —25. Значит, и во всех точках, лежащих внутри окружности, выполняется неравенство
Отсюда вытекает, что неравенство (2) имеет место во внешней для окружности области (3).